林同炎1911年出生于一个法官之家，祖籍福建省福州市。4岁时随家人迁居北京。少年聪慧过人，又勤奋好学，被称为“神童”。在父兄的鼓励和督促下，这位未进小学、中学只读了3年的跳级生居然以总分第一名的成绩，以数学和物理最佳分数被当时一般学生所高攀不上的高等学府唐山交通大学录取了。他在校选修土木工程，每次考试都名列前茅。
大学毕业后，由于哥哥的资助，林同炎前往美国深造，在加州大学柏克莱分校工科学院专修土木工程，并以优异成绩获得工科硕士学位。他的毕业论文一鸣惊人，受到美国建筑学界的高度重视，被命名为“林氏法”，得到广泛采用，当时他年仅20岁。
1972年12月22日，尼加拉瓜首都马那瓜发生强烈地震，被毁的财物在当时共值6亿美元。在这场马那瓜历史上最强烈的地震中，位于震中地区200英尺高的18层美国银行大厦，却安然屹立于残垣断壁之中。人们不由得对这一奇迹的创造者肃然起敬。这位了不起的建筑工程师就是林同炎。
美国银行大厦在强烈地震中巍然独存，并不是钢筋铁架等材料比别的建筑物用得多，而是由于它运用了林同炎的“预应力混凝土结构”原理。这一创举有人把他精确地概括为“科学与哲学的结合”，即中国哲学中“柔中克刚”的巧妙运用。
为了研究和发展预应力学，他把全部心血都投入科学研究上，几乎到了废寝忘食的地步，每周工作高达60小时。
20世纪50年代初，他对美国加州修建第一座跨度为33米的预应力桥做出了贡献。
他的理论在全美2000多家预应加工厂中得到普遍推广。截至1960年，美国共建造了2052座预应力大桥，总长度达68英里。
1957年，林同炎教授在旧金山召开了世界预应力混凝土讨论大会，邀请了27个国家的1200名代表。会后，美国出版了《林同炎专刊》，并赠予他“预应力先生”的美名，这一别号曾在国际上传颂一时。
1979年，在美国全国建筑设计比赛中，世界第一座平面为弧形的悬索桥设计获得了第一名。获奖的优胜者即是林同炎教授。
林同炎经过许多不眠之夜的设计建造而成的这座桥梁，新颖独特，令人赞叹。这座桥横跨加利福尼亚州的美洲河，设计难度很大，桥全长1300英尺，跨度达400公尺，要做到中间没有一座桥墩，没有巧夺天工的技能是难以想象的。这座大索桥建成后不仅气势磅礴，造型壮观，还节约了开凿隧道和深水造桥墩等费用数百万美元。它横跨这条美洲河的克拉巧奇峡谷，好像一道美丽的长虹连结河岸两边的崇山峻岭，因而每年吸引来数以万计的游人。
1987年3月间，林同炎还设计出一座横跨白令海峡以联结亚美两大洲的跨海洲际大桥。这项气势宏大，构思巧妙的新设计，立刻轰动了国际工程界。林同炎又一惊人杰作是1981年12月建成的旧金山莫斯康会议中心。这是一座无楹柱的地下建筑。庞大的会议中心，能容纳18000人，只用了8对拱架来承受上面风景花园的压力。却没有一根支柱，在众多的竞争方案中，林同炎的方案，以安全、美观、经济而中选。莫斯康会议中心的落成无疑是一座科学与艺术的结晶品。
林同炎还设计了核电站预应力保护罩，以防止核辐射、核扩散；还设计了利用330公尺深处海水温差的预应力混凝土发电站，为人类开发能源开拓了新领域。
林同炎以他创造性的杰出贡献在美国和国际上获得了许多殊荣：国际联合预应力协会颁发的“福寿尼特奖章”和“佛里叶西聂夫奖”。
加州大学柏克莱分校授予他的“柏克莱”奖以及“终身荣誉教授”的光荣称号。后来该校还特地为他建立了“林同炎教授纪念堂”作为永久性纪念。
美国科学研究院和工程研究院合办的房屋科学委员会颁发的“四分之一世纪贡献成就奖”。
80年代美国土木工程学会设立“林同炎奖”，这是美国科技领域唯一的一项以中国人名字命名的科技奖。
1987年他又获得美国顾问工程学会授予的“1987年度杰出成就奖”，林同炎是获此奖的第一位华人。
林同炎是炎黄子孙中的出类拔萃者。他对世界建筑特别是桥梁设计的贡献，使他赢得了“世界桥梁之父”的美誉。
